[发明专利]数据获取装置、对湮没伽马射线检测器及对湮没伽马射线检测方法

说明书

技术领域

本公开大致涉及一种在正电子放射断层摄影（Positron Emission Tomography：PET）中削减通道计数的装置及方法。更详细而言，本公开涉及一种通过使来自光检测器的读取成为数据集，来在基于半导体的正电子放射断层摄影（Positron Emission Tomography：PET）中削减通道计数的装置及方法。

背景技术

PET成像首先向被检体投放（大多数是注入，但是也包括吸入及摄取）放射性医药品，接着，药剂的物理性的及生物体分子性的特性集聚在人体内的特定部位。实际的空间分布、集聚的点或者区域的强度、及从投放到捕捉再到最终排出的处理的动态都可能是具有临床重要性的因素。该处理中，附着于医药品中的正电子放射体，根据同位素（半衰期、分支比）的物理性质放射正电子。各正电子都与被检体的电子相互作用后发生对湮没，多数情况下，在彼此实质上成180度方向上生成511keV的两个对湮没伽玛射线。之后，通过光检测器及处理电子设备所连接的闪烁体，快速检测这两个对湮没伽马射线。

如果在被检测出的一对的对湮没伽马射线的位置之间引出一条线的话，也称为响应线（Line-of-Response：LoR），那么能够推断出原本的应该发生对湮没事件的位置。该处理虽然只识别发生了对湮没事件的线，但是通过积累多条这样的线，并通过断层摄影重建处理，能够推断出正电子发射核素的原本的分布。

当除了两个闪烁事件的位置之外，还能够利用准确的定时（数百皮秒以内）时，能够准确地计算出对湮没伽马射线从其原本的点移动至检测器电子设备所花费的时间。通过该时间（称为飞行时间（Time-of-Flight：ToF）），能够得到与原本的应该发生对湮没事件的位置，即，沿线的对湮没位置相关的更多信息。根据扫描仪的时间分辨率的极限，来确定沿该线的定位的精度。根据原本的闪烁事件的定位的极限，来确定扫描仪的最终空间分辨率，另一方面，根据同位素的固有的特性（正电子的能量）、或两个对湮没伽马射线的正电子范围及共线性，也有助于确定对于特定的药剂的空间分辨率。

需要将上述计算对多个事件反复进行。为了支援成像作业，在所有情形下，为了确定需要进行多少计数（事件对），需要进行分析，但是在当前的习惯中，规定在典型的100cm长的FDG（氟脱氧葡萄糖）的研究中需要积累数亿的计数。积累该计数所需要的时间由注入的放射线量、及扫描仪的灵敏度及计数性能来决定。

扫描仪的计数性能主要由两个要因决定。第1是，闪烁体的衰减时间决定传感器被占有的时间。该时间是无法削减的参数，是闪烁体的固有性质。闪烁光发生并集聚所需的时间，决定用于事件处理的最小时间。假如其他事件在该时间周期内发生的话，那么来自第二次的事件的光使事件的推定偏向使时间、能量、及位置的推定成为无效的点。因此，可能需要放弃双方的事件。

影响计数率的第2变量被称为触发区，是事件中「被影响的」或者「被占有的」扫描仪的总表面的划分。第二次事件在不同位置的触发区的外侧发生，使用电子通道的不同的集合时，第二次的事件能够发生在最初的事件的正在处理时的任意时间点。因此，触发区及集聚时间的概念在决定扫描仪的计数率性能时是重要的。

因此，为了使计数率最大化，存在制造非常小的触发区这样的希望。但是，对于该希望而言，在更小的检测器区域增加电子通道的数量，导致的结果是，系统整体的成本的上涨这样的事实，由此，该希望立即被反对。

以往的组成中，当通道的数量过高，无法实现使用分开的构成元件的信号处理电子装置时，一般地，执行通道的数据集。例如，典型的最新的PET扫描仪在扫描仪整体只使用数百个传感器，这时，显然可以得到与处理电子通道相对的传感器的1对1的结合。

如果使用其他类型的传感器，例如，多阳极光电倍增管（Photo-Multiplier Tubes：PMT）、光电二极管、雪崩光电二极管（Avalanche Photodiodes：APD）、或者最近的半导体光电倍增管（SiPM（Silicon Photomultipliers：硅光电倍增管）、SSPM（Solid State Photomultipliers：半导体光电倍增管）、MPPC（Multi Pixel Photon Counter：多像素光子计数器）等），通常，其结果是能够得到数千或数万的传感器。这时，显然需要尝试将通道计数最佳化。如图1及2所示，两个这样的通道计数削减技术分别可以使用基于象限（重心演算法）的、或基于行和列的加法电路。